科学家们在描述运动功能背后的大脑网络时发现了“漏洞”

从走路这样的日常运动到体操这样的高强度活动，大脑一直在工作以保持身体的平衡。但这些任务背后的精确神经机制仍不清楚。来自日本立命馆大学(Ritsumeikan University)的研究人员现在设计了一种方法来研究这些神经机制，并利用它来描述全身动态平衡训练(如松绳运动)对大脑的影响。

　　

   

   

图片:科学家们在描述运动功能背后的大脑网络上找到了“懈怠”

资料来源:立命馆大学(Ritsumeikan University)的上田健二先生

人体不断地调整姿势以适应外界环境。这被称为“全身动态平衡”，从日常活动到更复杂的体育活动，这都是必要的。全身动态平衡问题会导致跌倒。自然地，整个身体的参与使得这种姿势控制背后的神经网络难以置信地复杂。了解潜在的神经机制可能被证明是有价值的运动训练和康复后的创伤性脑损伤，如中风。

然而，这些神经网络的研究是具有挑战性的，这方面的信息有限。日本立命馆大学的研究人员在《体育运动医学与科学》上发表了一项新研究，他们开发了一种研究全身动态平衡机制的新方法。“我们的研究为研究在体操和游泳等不受限制的活动中‘原位’运动学习的神经机制打开了大门，”该研究的负责人上田健二副教授说。

重复的动作，比如运动学习练习，会改变大脑不同区域之间的结构和功能连接。这被称为“运动痕迹”或运动记忆痕迹。研究小组对28人进行了研究，目的是为松绳运动建立功能连接的运动痕迹。他们对参与者进行了30分钟松驰训练前后的大脑进行了核磁共振成像，并在基于跑步计的有氧运动中重复了这一过程。以此作为对照，他们评估了全身动态平衡训练给大脑带来的变化。

他们发现，松驰训练显著增加了大脑几个部分之间的“静止状态功能连接”(rs-FC)，这些部分包括前额叶皮层、部分感觉运动皮层、海马体和扣带皮层——与认知功能、运动任务、记忆和情绪相关的大脑区域，分别。这表明全身动态平衡训练对大脑功能也有积极的影响。

然而，更重要的是，他们观察到这些变化与离线学习有关，也就是说，它们在锻炼后在大脑中保留了一小段时间。“发现变化在rs-FC大脑与离线学习的平衡过程中,某些约束,我们以前适用——比如一个参与者的需要固定在我们有效地评估他们的记忆记忆印痕——并不是必要的。这意味着运动学习的神经机制可以在自然任务中使用机器人设备进行研究，”Ueta解释道。

这些发现的含义是什么?虽然Ueta强调，这项研究只关注健康的年轻人，还需要更多的研究来了解全身动态平衡训练如何影响其他人群，但该结果在运动神经科学和神经康复方面有潜在的应用，能够发展更有效的评估和培训计划。

Ueta推测:“它们可以用来为运动员制定有效的训练方案，或开发治疗方案，帮助人们更快地康复和恢复他们的运动功能。”“几年后，我们甚至可能会有基于神经科学的运动和锻炼训练方法，这将增加它们的乐趣。让锻炼更有趣对减少生活方式疾病大有帮助，”他总结道。

参考

DOI: https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002829